【正文】 設(shè)計(jì)（論文）成果 成果有一定應(yīng)用價(jià)值。 北京工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 系（部）、專(zhuān)業(yè)、 年級(jí) 指導(dǎo)教師 職稱(chēng) 計(jì)劃完成時(shí)間： 已完成的工作： 、擬定提綱、完成《開(kāi)題報(bào)告》 未完成的工作： 、指導(dǎo)教師初評(píng)成績(jī) 、成績(jī)?cè)u(píng)定、歸檔 學(xué)生 ______________ 年 月 日 指導(dǎo)教師評(píng)議（指出優(yōu)點(diǎn)和不足，如有其它建議，可另附頁(yè)） 指導(dǎo)教師 ____________ 年 月 日 北京工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ）指導(dǎo)記錄 指導(dǎo)教師姓名 職稱(chēng) 部門(mén) 初稿指導(dǎo) 記錄 在指導(dǎo)老師幫助下，能期時(shí)完成任務(wù)，獨(dú)立工作較好，有一些好的想法和觀點(diǎn)。 她 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)給予我深深地 影響 ，促使我在論文寫(xiě)作中精益求精。 (2)針對(duì)相位噪聲下 OFDM 系統(tǒng)的快變信道估計(jì)問(wèn)題，提出了一種新的將快變信道和相位噪聲進(jìn)行聯(lián)合估計(jì)的算法。相位噪聲在給 OFDM 系統(tǒng)帶來(lái)通用相角錯(cuò)誤的同時(shí)也會(huì)帶來(lái) ICI，在快衰落的環(huán)境中，消除 ICI 就變得尤為重要，這種情況也是本文的研究重點(diǎn)。 算法復(fù)雜度分析 系統(tǒng)由于采用了迭代算法，必然造成計(jì)算復(fù)雜度的增加。圖 5和圖 6分別為采用 RLS算法的線(xiàn)性回歸迭代算法 (下稱(chēng) LR)時(shí)，不同信噪比條件下的誤幀率 (FER)性能比較。 第 5 章 仿真結(jié)果分析 仿真參數(shù) 基于以上的分析和描述，本文將這種基于迭代 MAP 譯碼算法的 RLS 信道估計(jì)算法應(yīng)用于 MIMOOFDM 仿真平臺(tái)。在圖 44 表示的信號(hào)流圖中， x(n)是系統(tǒng)的狀態(tài)矢量，由預(yù)測(cè)系統(tǒng)未來(lái)特性所需要的、與系統(tǒng)過(guò)去行為有關(guān)的最少數(shù)據(jù)組成。 得到時(shí)域響應(yīng)矩陣 ?[]hn之后，再經(jīng)過(guò) FFT變換可以得到頻域信道傳輸函數(shù)估計(jì)矩陣如下： 1 2 /01 ?? [ , ] [ ]l j w k l Nt l ltH n N k h n eN ????? （ 14） ?[ , ]tHnN k 是導(dǎo)頻處的信道頻域響應(yīng)。 自適應(yīng)信道跟蹤與估計(jì) 信道估計(jì)模塊采用的 RLS時(shí)域?yàn)V波方法，可以分為 3步來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖 4所示。將軟信息按照 Turbo編碼器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)、 信道交織和空時(shí)編碼，然后反饋到信道估計(jì)模塊，更新上一次的信道估計(jì)值。本文采用的 2發(fā) 2收 MIMOOFDM系統(tǒng)中，所有插入的導(dǎo)頻如圖 3所示。根據(jù)估計(jì)的信道響應(yīng) ?iH ，對(duì)信號(hào) icY 進(jìn)行迫零均衡。 2?D 為估計(jì)的非線(xiàn)性失真信息， i為迭代次數(shù)。補(bǔ)償后的信號(hào)為： 11()cY diag X a D H a Z??? ? ? (6) 從補(bǔ)償后的信號(hào)中抽取導(dǎo)頻信息，并進(jìn)行初始信道估計(jì)。但是顯然，導(dǎo)頻信息占用了信息比特，降低了信 道傳輸?shù)挠行裕速M(fèi)了帶寬。傳統(tǒng)的接收機(jī)不能補(bǔ)償由于該非線(xiàn)性噪聲干擾造成的性能下降。 信號(hào)模型 經(jīng)調(diào)制后的 OFDM 符號(hào) 時(shí)域表達(dá)式為： 假設(shè)頻域信號(hào) X(k)是獨(dú)立同分布的隨機(jī)變量，當(dāng)子載波數(shù) N很大時(shí)，根據(jù)中心極限定理，時(shí)域輸出信號(hào) r(n )近似服從復(fù)高斯分布，其幅度服從瑞利分布。 （ 3） 在實(shí)際的 OFDM 系統(tǒng)中，信號(hào)的調(diào)制解調(diào)可以分別用 IDFT 和 DFT 來(lái)實(shí)現(xiàn)。 70 年代，人們提出采用離散傅立葉變換實(shí)現(xiàn)多載波調(diào)制，使 OFDM 技術(shù)開(kāi)始走向?qū)嵱没檫M(jìn)一步提高頻譜利用率，正交頻分復(fù)用（ OFDM）的多載波傳輸系統(tǒng)被提出來(lái)了。在寬帶數(shù)字通信中，如果使用單載波調(diào)制方式，并且接收端沒(méi)有采用相應(yīng)的均衡處理消除頻率選擇特性的衰落或者 ISI，系統(tǒng)性能將嚴(yán)重惡化，甚至失去通信能力；而系統(tǒng)采用的信道均衡方法在復(fù)雜度和性能之間不能很好地折衷。另外， OFDM 將總帶寬分割為若干個(gè)窄帶子載波，每個(gè)子信道上的信號(hào)帶寬小于信道的相關(guān)帶寬，因此，每個(gè)子信道是平坦衰落，從而可以有效地抵抗頻率選擇性衰落，消除符號(hào)間干擾。在環(huán)境變化比較頻繁的系統(tǒng)中，增益調(diào)度控制是一種行之有效的方法。但是，一般情況下輸出精度和模型間相關(guān)性是相互矛盾的，提高了模型預(yù)測(cè)精度往往會(huì)提高了模型間的相關(guān)性。早在上世紀(jì) 70 年代，就有人提出了多模型理論，最初僅應(yīng)用于控制領(lǐng)域。 研究現(xiàn)狀 對(duì)無(wú)線(xiàn)信道特性的認(rèn)知是移動(dòng)通信中非常重要的一個(gè)方面，已成為無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域中長(zhǎng)盛不衰的研究課題，并取得了豐碩成果。 研究背景及意義 通信是一個(gè)比較古老的話(huà) 題，從遠(yuǎn)古時(shí)代的烽火狼煙、飛鴿傳信、驛馬郵遞，到工業(yè)時(shí)代的電報(bào)、電話(huà)，再到信息時(shí)代的無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信，經(jīng)歷了一個(gè)長(zhǎng)期的發(fā)展演變過(guò)程。文獻(xiàn) [9— 11]針對(duì)不同的功率放大器非線(xiàn)性失真模型，提出了一種迭代估計(jì)非線(xiàn)性失真的算法，并據(jù)此獲取更為精確的信道估計(jì)。 針對(duì)信道參數(shù)變化緩慢的情景，經(jīng)深入研究現(xiàn)有的塊獨(dú)立信道估計(jì)方案，發(fā)現(xiàn)因估計(jì)數(shù)據(jù)塊間在信道估計(jì)過(guò)程中缺乏關(guān)聯(lián)性，導(dǎo)致數(shù)據(jù)塊的邊緣產(chǎn)生較大的信道估計(jì)誤差。 對(duì)于信道參數(shù)變化劇烈的情景，采用傳統(tǒng)的單一信道估計(jì)模型很難 跟蹤信道參數(shù)的變化，針對(duì)這一問(wèn)題采用了多模型的信道估計(jì)方法。 北京工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目： 快速 OFDM 信道估計(jì)的判決迭代方法 系 （部） 通信工程專(zhuān)業(yè) 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 職 稱(chēng) 20xx 年 3 月 29 日 快速 OFDM信道估計(jì)的判決迭代方法 中文 摘要 無(wú)線(xiàn)多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò) (WMSN)是在傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò) (WSN)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的新型網(wǎng)絡(luò)。由于每一種模型都不是任何意義下的最優(yōu)，鑒于此，構(gòu)建適合不同信道環(huán)境的信道估計(jì)模型集，結(jié)合模型集建立對(duì)應(yīng)的自適應(yīng)信道估計(jì)器，根據(jù)多模型的切換策略，從模型集中選擇最適合當(dāng)時(shí)信道環(huán)境的模型，以達(dá)到最優(yōu)的信道估計(jì)輸出。為解決這一問(wèn)題，提出了兩種改 進(jìn)的信道估計(jì)方案：子數(shù)據(jù)塊借用估計(jì)方案和數(shù)據(jù)塊滾動(dòng)前移估計(jì)方案。以上所述算法均采用判決反饋方式獲取初始信道估計(jì)。隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，人們對(duì)通信性能、通信質(zhì)量的要求也日益提高，目的是為了能夠在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)、與任何人、以任何方式進(jìn)行聯(lián)系溝通和信息交流，這種愿望在沒(méi)有無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)之前，是無(wú)法想象，無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。本文對(duì)該課題的研究擬引用控制 領(lǐng)域中的多模型理論，所以本小節(jié)，主要對(duì)信道估計(jì)技術(shù)的研究現(xiàn)狀及多模型理論研究現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)要敘述。近年來(lái)，多模型方法在其他研究領(lǐng)域也得到了廣泛研究。因此，在建立模型時(shí)，需在模型輸出精度和相關(guān)性之間折衷考慮，以便達(dá)到較好的系統(tǒng)輸出效果。常用來(lái)分析單一定常系統(tǒng)無(wú)法描述的非線(xiàn)性問(wèn)題。在 OFDM 系統(tǒng)中，高速的數(shù)據(jù)信號(hào)被轉(zhuǎn)換成低速的子 數(shù)據(jù)流，調(diào)制到每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸。同時(shí)，發(fā)射信號(hào)的帶寬超過(guò)了信道相關(guān)帶寬，信號(hào)各個(gè)頻率分量經(jīng)歷不同的衰落，系統(tǒng)具有頻率分集增益的潛力，單載波調(diào)制方式不容易充分地利用該分集增益。在這種系統(tǒng)中，各個(gè)子載波的功率譜緊密地相互交疊，如圖 13 所示。隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和高速器件的發(fā)展， OFDM在 ADSL、VDSL、 DVB、 DAB 和 HDTV 等系統(tǒng)中得到成功應(yīng)用。而 IDFT 和 DFT 都有相應(yīng)的快速算法（ IFFT/FFT）。 為抑制 OFDM 信號(hào)的峰均比，通常對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行限幅濾波。 信道模型 受多普勒效應(yīng)的影響，無(wú)線(xiàn)信道一般為時(shí)變的多徑瑞利信道 州。 盲估計(jì)是指不使用導(dǎo)頻信息，通過(guò)使用相應(yīng)信息處理技術(shù)獲得信道的估計(jì)值，與傳統(tǒng)的非盲信道估計(jì)技術(shù)相比，盲信道估計(jì)技術(shù)使得系統(tǒng)的傳輸效率大大提高，然而由于盲信道估計(jì)算法運(yùn)算量太大，收斂速度較慢，靈活性差，這阻礙了它在實(shí)際系統(tǒng)中的應(yīng)用。估計(jì)的信道參數(shù)送入均衡器中，用于均衡信道的頻率選擇性衰落。 步驟 1：信道估計(jì)。均衡后的信號(hào)為： 1? ?()i i ieeY diag H Y?? （ 8） 步驟 3：從均衡后的信號(hào)中抽取數(shù)據(jù)子載波信號(hào) ?idY ，并補(bǔ)償非線(xiàn)性失真 1? ? ?i i id d dY Y a D??? 。圖 3中， P為所有天線(xiàn)上的導(dǎo)頻序列所組成的導(dǎo)頻矩陣， 1[]NTP P P? … ，這里只是一根天線(xiàn)上的循環(huán)導(dǎo)頻序列，周期為 ()T n NT nN P P? ? ，又滿(mǎn)足正交性，即 HH TPP P P N I?? (4) 其中 I為 TN 階的單位矩陣， ()H? 表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置運(yùn)算。通過(guò)迭代過(guò)程，信道編碼的冗余信息在各模塊之間得到有效的傳遞，增強(qiáng)了系統(tǒng)的糾錯(cuò)能力，從而提高估計(jì)的準(zhǔn)確性。第 1步在頻域求出信道的傳輸函數(shù)矩陣，經(jīng)過(guò) IFFT得到時(shí)域沖激響應(yīng)值。假設(shè)信道在 TN 個(gè)符號(hào)期間是慢變的，這樣可以通過(guò)簡(jiǎn)單線(xiàn)性?xún)?nèi)插方法來(lái)恢復(fù)所有時(shí)刻的信道響應(yīng) ?[ , ]Hnk 。y(n)為觀測(cè)向量或者稱(chēng)觀測(cè)值，并假設(shè)它是 N 維的。采用 2 發(fā) 2 收的 MIMOOFDM 系統(tǒng)，空時(shí)編